[发明专利]一种MDI-QKD网络通信系统以及通信方法

权利要求书

1.一种MDI-QKD网络通信系统，其特征在于，所述MDI-QKD网络通信系统包括：N个用户终端以及中心节点设备，N为大于2的正整数；

任意两个不同的所述用户终端为一个通信单元，N个所述用户终端共组成个通信单元；

每一个所述通信单元对应一种光纤模式；所有所述通信单元对应的光纤模式不完全相同；同一所述通信单元内的两个所述用户终端均向所述中心节点设备发送该通信单元对应的光纤模式的量子信号；

所述中心节点设备用于获取各所述光纤模式的量子信号；

其中，所述中心节点设备获取的所述量子信号用于进行量子测量以及数据处理，以生成量子密钥；当一个所述通信单元中的两个用户终端进行通信时，至少一个其他所述通信单元中的两个用户终端可以同时进行通信。

2.根据权利要求1所述的MDI-QKD网络通信系统，其特征在于，所述中心节点设备包括：

N个模式处理模块，所述模式处理模块与所述用户终端一一对应连接；

同一所述通信单元中的两个所述用户终端，分别通过对应连接的所述模式处理模块与同一贝尔态测量装置连接，所述贝尔态测量装置用于对接收的量子信号进行量子测量。

3.根据权利要求2所述的MDI-QKD网络通信系统，其特征在于，每一所述用户终端位于N-1个所述通信单元；对于任一所述用户终端，用于发送m种光纤模式的量子信号，m为不超过N-1的正整数。

4.根据权利要求3所述的MDI-QKD网络通信系统，其特征在于，所述模式处理模块具有1个输入端以及m个输出端；

所述模式处理模块的输入端用于获取对应连接的所述用户终端发送的量子信号，其m个输出端与所述m种光纤模式一一对应，每一个输出端用于输出一种光纤模式的量子信号转换为基模的量子信号，发送给所连接的贝尔态测量装置。

5.根据权利要求4所述的MDI-QKD网络通信系统，其特征在于，所述模式处理模块包括：一个模式复用器，所述模式复用器具有1个输入端以及m个输出端；所述模式复用器的输入端用于获取对应连接的所述用户终端发送的量子信号；所述模式复用器的m个输出端与所述m种光纤模式一一对应，每一个输出端用于对应输出一种光纤模式的量子信号；

m个模式转换器，一个所述模式转换器单独连接所述模式复用器的一个输出端，所述模式转换器用于将接收到的量子信号的光纤模式转换为基模，发送给对应的所述贝尔态测量装置。

6.根据权利要求4所述的MDI-QKD网络通信系统，其特征在于，所述模式处理模块包括：模式转换复用器；

所述模式转换复用器具有一个输入端以及m个输出端，所述模式转换复用器的输入端用于获取对应连接的所述用户终端发送的量子信号，所述模式转换复用器的m个输出端与所述m种光纤模式一一对应，每一个输出端用于对应输出一种光纤模式转换为基模的量子信号。

7.根据权利要求4-6任一项所述的MDI-QKD网络通信系统，其特征在于，不同所述模式处理模块中，输出相同光纤模式的量子信号转换为基模的量子信号的输出端连接同一所述贝尔态测量装置；

输出不同光纤模式的量子信号转换为基模的量子信号的输出端连接不同的所述贝尔态测量装置。

8.根据权利要求4-6任一项所述的MDI-QKD网络通信系统，其特征在于，还包括：延时模块以及分束模块；

所述延时模块包括多个与所述模式处理模块的输出端一一对应连接的延时器；

所述分束模块包括两个合束器；

同一所述通信单元的两个用户终端对应连接的所述模式处理模块中，输出相同光纤模式的量子信号转换为基模的量子信号的输出端分别通过一个所述延时器连接不同的所述合束器，所有所述合束器连接同一所述贝尔态测量装置；

其中，如果所述模式处理模块包括：一个模式复用器以及m个模式转换器，则输入同一光纤模式的模式转换器所连接的延时器的延时相同，输入不同光纤模式的模式转换器所连接的延时器的延时不同。